DE1816489A1 - Controlling wall thickness in the blowing - of hollow bodies - Google Patents

Controlling wall thickness in the blowing - of hollow bodies

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Abstract

Hollow-body blowing is effected by a two-part blowing device with the aid of compressed air and the thermoplastic moulding material solidifies through contact with the cold wall. The method is partic. useful in the production of bottles and provides for various fields of the preformed article to be reheated at different temps., in the thermoelastic region. Pref. the preformed item is cylindrical in shape and the three fields along the axis of the cylinder are heated to different temps.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wanddickenregulierung beim Hohlkörperblasen Beim Hohlkörperblasen werden Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff in heißem Zustand von einem meistens zweiteiligen Hohlkörperblaswerkzeug umschlossen und durch Druckluft aufgeweitet, so daß sie an der Innenfläche des 3laswerkzeuges anliegen. Durch Kontakt mit der kalten Wand erstarrt der thermoplastische Kunststoff zum Formteil, insbesondere zu einer Flasche. Method and device for regulating the wall thickness during blow molding In the case of blow molding, preforms made of thermoplastic are hot State enclosed by a mostly two-part blow molding tool and through Compressed air expanded so that they rest on the inner surface of the 3laswerkzeuges. When it comes into contact with the cold wall, the thermoplastic solidifies to form the molded part, especially a bottle.

Das Aufblasen der Vorformlinge im Hohlkörperblaswerkzeug kann in einer Wärme, also vor dem Erstarren der Vorformlinge, aber auch nach erneutem Erwärmen der erkalteten Formlinge erfolgen. Bei großen Sttickzahlen werden unter Umständen die Plastjziereinheit, die den Kunststoff durch Wärmezufuhr plastiziert und durch Auspressen aus der Düse des Blaskopfs die Vorformlinge erzeugt, oder die Spritzgießeinheit zur Erzeugung von Spritzvorformlingen im Produktionsablauf von der Blaseinheit getrennt. Die Vorformlinge müssen dann vor dem Blasen oder in dem Fall, daß noch eir Bodenschweißung erfolgen muß, erneut bis in den thermoplastischen Temperaturbereich erwärmt werden.The inflation of the preforms in the blow molding tool can be carried out in one Heat, i.e. before the preforms solidify, but also after reheating the cooled moldings take place. In the case of large numbers of tickets the plasticizing unit, which plasticizes and passes through the plastic by applying heat Pressing out of the nozzle of the blow head produces the preforms, or the injection molding unit for the production of injection preforms separated from the blow molding unit in the production process. The preforms must then be blown or in the event that there is still a bottom weld must take place, be heated again up to the thermoplastic temperature range.

Beim Hohlkörperblasen kann durch die Regulierung der Wanddicke eine möglichst günstige Werkstoffausnutzung erreicht werden; soll z.B. eine Flasche geblasen werden, so wird der im allgemeinen zylindrische Vorformling im Halsbereich der Flasche weniger verformt werden als im Bauchbereich, d.h.When blowing hollow bodies, by regulating the wall thickness, a the most favorable possible material utilization can be achieved; should e.g. blown a bottle the generally cylindrical preform becomes in the neck region of the bottle are less deformed than in the abdominal area, i.e.

im Halsbereich wird bei gleicher einheitlicher Wandstärke des Vorformlings unnötig viel Werkstoffmaterial angelagert, Beim Extrusionsblasverfahren ist es bekannt, die Änderung der Wanddicke des Vorformlings durch eine Düsenspal tverstsllung während des Extrusionsvorgangs vorzunehmen. Durch axiale Verstellung eines konischen Dorns in einer konischen Düse ändert sich nach einem vorgegebenen Programm der 1>usenspalt des Extruders0 Im beschränkten Maße läßt sich die gewünschte Wanddickenverteilung des Vorformlings auch durch die Änderung des Extrusionsdruckes erreichen, Beim Spntzblasverfahren können verschiedene Wanddicken durch geeignete Ausbildung des Spritzwerkzeuges ber\:icksichtigt werden, Beim Extrusionsblasverfahren und beim S'pritzgießblasve rfahren werden die Formlinge mit der gewünschten Wanddickenverteilung ausgebildet, und die Hohlkörper bei einer einheitlichen Temperasur ausgeblasen. Der Aufwand zur Wanddickenveränderung ist bei den beiden Verfahren nicht unerheblich.in the neck area with the same uniform wall thickness of the preform unnecessarily large amounts of material accumulated, in the extrusion blow molding process it is known the change in the wall thickness of the preform by a nozzle split tverstsllung during of the extrusion process. By axial adjustment of a conical mandrel In a conical nozzle, the 1> outer gap changes according to a specified program of the extruder0 To a limited extent, the desired wall thickness distribution can be achieved of the preform can also be achieved by changing the extrusion pressure Different wall thicknesses can be taken into account by suitably designing the injection molding tool When the extrusion blow molding process and the injection molding blow molding process, the Moldings formed with the desired wall thickness distribution, and the hollow body blown out at a uniform temperature. The effort to change the wall thickness is not insignificant in both procedures.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem aus Vorformlingen mit einer einheitlicher Wanddicke bei gtinstigster Werkstoffausnutzung eine Fl.aache gewünschter Wanddionverteilung erzeugt wird.It is the object of the invention to provide a method in which from preforms with a uniform wall thickness with the most favorable material utilization a surface of the desired wall dione distribution is generated.

Das zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Verfahren geht von einem in einem davorliegenden Arbeitsvorgang bereits an einem Ende geschlossenen zylindrischen Rohrabschnitt aus, der mit einheitlicher Wanddicke extrudiert worden ist, oder von einem Spritzformling einheitlicher Wanddicke. Die Vorformlinge können kalt sein oder eine im unterthermoelastischen Temperaturbereich liegende Temperatur aufweisen, Die Vorformlinge werden auf eine für die Verformung durch Blasen ausreichende Temperatur erwärmt, Beim Blasen eines einheitlich erwärmten Vorformlings gleicher Wandstärke weist der fertig geblasene Hohlkörper eine äußerst ungünstige Wanddickenverteilung auf, so daß eine im Bereich des Flaschenbauches vorgeschriebene Mindestwandstärke überdimensionierte Wandstärken im Hals-und Bodenbereich erfordern würde Die Vorformlinge brauchen zum Aufblasen nur bis in den thermoelastischen Temperaturbereich erwärmt zu werden. In diesem über dem Einfrierbereich liegenden Temperaturbereich weist die Viskosität der Thermoplaste eine starke Temperaturabhängigkeit auf 0 Höher erwärmte Bezirke des Vorformlings lassen sich leichter verformen als die eine tiefere Temperatur aufweisenden Bezirke. , Wenn die Aufheizvorrichtung für die Erwärmung der Vorformlinge im thermoelastischen Bereich so gestaltet ist, daß der Formling unterschiedlich erwärmt wird, werden die höher erwärmten Bezirke zugunsten der Wanddicke des fertigen Hohlkörpers beim Aufblasen stärker zum Hohlkörper ausgezogen.The proposed method for solving the problem is based on one in a previous work process, cylindrical already closed at one end Pipe section that has been extruded with a uniform wall thickness, or from an injection molding of uniform wall thickness. The preforms can be cold or have a temperature in the sub-thermoelastic temperature range, The preforms are brought to a temperature sufficient for blow molding heated, When blowing a uniformly heated preform of the same wall thickness the blown hollow body has an extremely unfavorable wall thickness distribution on, so that a prescribed minimum wall thickness in the area of the bottle belly The preforms would require oversized wall thicknesses in the neck and bottom area only need to be heated up to the thermoelastic temperature range for inflation to become. In this temperature range lying above the freezing range the viscosity of the thermoplastic heated a strong temperature dependence to 0 higher Regions of the preform can be deformed more easily than the one lower temperature showing districts. When the heating device for heating the preforms in the thermoelastic area is designed so that the molding is different is heated, the higher heated areas are in favor of the wall thickness of the finished Hollow body pulled out more towards the hollow body when inflated.

In der Beschreibung wird das Verfahren genauer gekennzeichnet, und die Vorrichtungen in einigen Zeichnungen dargestellt, ohne daß die Grundsätze der beigefügten At:spriiche eingeengt wUrden.In the description, the method is identified in more detail, and the devices shown in some drawings without departing from the principles of Attached At: Sprites have been narrowed.

Es zeigen: Fig. ia - 1c das Aufblasen einer einheitlich erwärmten Flasche, Fig. 2a - 2c das Aufblasen einer unterschiedlich erwärmten Flasche, Fig. 3 einen Längsechnitt durch einen Heiztunnel zur Darstellung der Anordnung der Heizelemente, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 durch den in Fig. 3 gezeigten Tunnel Der in Fig. ta gezeigte Vorformling 1 besitzt einen Bodenteil 2 und einen zylindrischen Teil 3 mit einer einheitlichen Wandstärke0 Der Vorformling 1 wird von einem Blasdorn 4 gehalten der Austrittebohrungen 5 für die Druckblasluft und eine Dornkuppe 6 aufweist. Der Vorformling ruht auf einer Halsform 7o Die gestrichelten Linien geben die innere Oberflächengestaltung einer zumeist aus zwei Teilen 8 und 9 bestehenden Hohlkörperblasform an und umreißen eine Flaschenform. Bei einheitlicher Erwärmung wird der Vorformling 1 nach Eintritt der Druckluft durch die Bohrungen 5 wie in Fig. 1b verformt; bei 10 treten relative Verdünnungen der Wände auf, weil die durch die gleiche Temperatur bedingte einheitliche dynamische Viskosität ein besonders starkes Ausziehen dieser Bezirke zum Hohlkörper nach dem Druckaufbau möglich macht, Die in Fig. ic gezeigte fertige Flasche weist im Ubergang zwischen Bauch- und Bodenbezirk II und III eine beachtliche Wandstärkenverminderung auf, während im Halsbereich I und im unteren Teil des Bodenbezirks III die Flasche 11 unnötig starke Wandungen hat.It shows: Fig. Ia - 1c the inflation of a uniformly heated Bottle, Fig. 2a - 2c the inflation of a differently heated bottle, Fig. 3 shows a longitudinal section through a heating tunnel to show the arrangement of the heating elements, FIG. 4 shows a cross section along the line 3-3 through the tunnel shown in FIG The preform 1 shown in Fig. Ta has a bottom part 2 and a cylindrical one Part 3 with a uniform wall thickness 0 The preform 1 is held by a blow pin 4 held the outlet bores 5 for the compressed air and a mandrel tip 6. The preform rests on a neck mold 7o The dashed lines indicate the inner Surface design of a blow mold consisting mostly of two parts 8 and 9 and outline a bottle shape. When heated uniformly, the preform becomes 1 deformed after entry of the compressed air through the bores 5 as in FIG. 1b; at Relative thinning of the walls occurs because they are due to the same temperature conditional uniform dynamic viscosity a particularly strong pulling out of this Makes districts to the hollow body after the pressure build-up possible, the one shown in Fig. Ic The finished bottle has a considerable reduction in wall thickness, while in the neck area I and in the lower Part of the soil district III, the bottle 11 has unnecessarily thick walls.

Die Bezirke I, II und III z.B0 sollen nun vor dem Einlaß von Druckluft auf eine unterschiedliche Temperatur gebracht werden, und zwar sollen der Halsbezirk 1 und der Bodenbezirk III stärker erwärmt werden als der Bauchbezirk II. Die Bezirke I und III weisen dann eine niedrigere Viskosität auf und lassen sich daher stärker zugunsten einer besseren Wanddickenverteilung des Flaschenkörpers heranziehen, weil. die durch den Blasluftdruck auf die gesamte Innenfläche des Vorformlings ausgeübten Kräfte in den höher erwärmten Bezirken zu einer schnelleren und stärkeren Verformung führen. Fig. 2b zeigt, daß der Bauchbezirk II nach Eintritt des Luftdrucks in das Innere des Vorformlings 1 einen größeren Verformungswiderstand besitzt als die Bezirke I und III Nach der Fig. 2c weist die fertige, erkaltete Flasche 12 wegen der unterschiedlichen Enwärmung in den drei Bezirken I, II und III eine wesentlich günstigere Wanddickenverteilung als die Flasche 11 auf. Die gefährliche Verdünnung bei 10 hat sich nicht ausgebildet. Um im Bauchbezirk II der Flasche ii bei einheitlicher Erwärmung des Vorformlings dieselbe Wanddicke wie bei der Flasche 12 zu erzielen, müßte der Vorformlingeine wesentlich größere einheitliche Wanddicke aufweisen, d.h. der Materialverbrauch wäre erheblich größer als bei der Flasche 12.The districts I, II and III e.g0 should now be before the inlet of compressed air should be brought to a different temperature, namely the neck area 1 and the floor area III are warmed up more than the abdominal area II. The areas I and III then have a lower viscosity and can therefore be stronger in favor of a better wall thickness distribution of the bottle body, because. which is exerted on the entire inner surface of the preform by the blowing air pressure Forces in the higher heated areas lead to faster and stronger deformation to lead. Fig. 2b shows that the abdominal region II after entry of the air pressure in the The interior of the preform 1 has a greater resistance to deformation than the regions I and III According to Fig. 2c, the finished, cooled bottle 12 because of the different Warming in the three districts I, II and III a much more favorable wall thickness distribution than the bottle 11. The dangerous dilution at 10 has not developed. To in the abdominal region II of the bottle ii with uniform heating of the preform To achieve the same wall thickness as the bottle 12, the preform would have to be have a much greater uniform wall thickness, i.e. the material consumption would be considerably larger than bottle 12.

Um eine auf den ganzen Umfang gleichmäßige Erwähnung des Vorformlings 1 zu erreichen, werden die Vorformlinge durch einen Antrieb 13 gedreht und gleichzeitig langsam duroh einen Heiztunnel 14 geführt, der geschlossen sein oder aus einzelnen Abschnitten 15 (Fig. 3) bestehen kann. Die Antriebe 13 greifen in einen Träger 13a ein, der z.B0 als Drehtisch mit einem Zahnkranz ausgebildet ist, in den etwa Zahnritzel der Antriebe 13 eingreifen, oder aus einer Zahnstange; auch können geeignete Transportbandanordnungen als Träger vorgesehen werden, Der Heiztunnel 14 ist mit Energiestrahlern bestückt, die flächig (z»B. rechteckig oder kreisförmig) oder, wie in Fig0 3 gezeigt, Rohrheizkörper 6 sein können, Für den gewünschten Temperaturbereich werden als Strahler vorteilhaft Infrarotstrahler verwendet.In order to have a uniform mention of the preform over the entire circumference To achieve 1, the preforms are rotated by a drive 13 and simultaneously slowly duroh a heating tunnel 14, which can be closed or made up of individual Sections 15 (Fig. 3) may exist. The drives 13 engage in a carrier 13a, e.g. designed as a turntable with a toothed ring, mesh in the approximately pinion of the drives 13, or from a rack; even suitable conveyor belt arrangements can be provided as a carrier, the heating tunnel 14 is equipped with energy emitters that are flat (e.g. rectangular or circular) or, as shown in Fig0 3, tubular heating elements 6 can be, for the desired temperature range infrared emitters are advantageously used as emitters.

Entsprechend der gewünschten höheren Erwärmung der Hals- und Bodenbezirke 1 und III ist die Stromaufnahme der Rohrheizkörper 16 und 18 größer als die Stromaufnahme des Heizkörpers 17o Um eine gleichmäßige Erwärmung der einzelnen Bezirke zu erreichen, sind z.BQ die Heizrohre 16, 17 und 18 unter einem Winkel zur Längsachse des Vorformlings auf einer Seite des Heiztunnels 14 angebracht. Wenn sich der Vorformling 1 z.B.According to the desired higher warming of the neck and bottom areas 1 and III, the power consumption of tubular heating elements 16 and 18 is greater than the power consumption of the radiator 17o In order to achieve an even heating of the individual areas, For example, the heating tubes 16, 17 and 18 are at an angle to the longitudinal axis of the preform mounted on one side of the heating tunnel 14. When the preform 1 is e.g.

pro Heizkanalabschnitt 15, dessen Länge durch die Länge der Heizrohre bestimmt wird, einmal um seine Längsachse dreht, wird entsprechend der Schraubenlinien in Fig, 3 jedes Oberflächenelement der einzelnen Bezirke einmal bestrahlt. Die Vorformlingdrehzahl, die Führungsgeschwindigkeit, die Tunnellänge und die Stromaufnahme des einzelnen Heizkdrperß können für eine Anordnung optimalisiert werden, Nach Erreichen der gewünschten Temperatur verläßt der Vorformling 1 den Heiztunnel 14, der Antrieb 13 wird angehalten.per heating duct section 15, the length of which is determined by the length of the heating pipes is determined, once rotates about its longitudinal axis, will correspond to the helical lines in FIG. 3, each surface element of the individual areas is irradiated once. The preform speed, the guiding speed, the tunnel length and the power consumption of the individual Heizkdrperß can be optimized for an arrangement, after reaching the desired one Temperature leaves the preform 1 the heating tunnel 14, the drive 13 is stopped.

Danach wird der Formling in das Hohlkörperblaswerkzeug 8, 9 eingebracAt und aufgeblasen. Nach der Abkilhlung wird die Flasche 12 mit einer günstigen Wanddickenverteilung der Blasform 82 9 entnommen und einem Flaschenbunker zugeführt, Die Erfindung stellt vorzugsweise eine weitere Ausgestaltung der unter dem tenseichen P 17 84 119.9 geführten Patentanmeldung Verfahren und Maschine zum Herstellen von Hohlkörpern, insbesondere von Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff'9 dar. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein kalter rohrförmiger Vorformling von außen her zwischen seinen Enden erfaßt wird, daß dann die Enden des Vorformlings auf Verformtemperatur erwärmt und unter Offenhaltung eines Endes verformt werden, daß danach der Zwischenformling von innen her erfaßt, in eine ihn umschließende Blasform gebracht und in ihr zu der gewünschten Form verblasen wird.The molding is then incorporated into the blow molding tool 8, 9 and inflated. After cooling down, the Bottle 12 with a favorable wall thickness distribution of the blow mold 82 9 taken and a bottle bunker supplied, The invention preferably provides a further embodiment of the under the tenseichen P 17 84 119.9 led patent application process and machine for Manufacture of hollow bodies, in particular bottles, from thermoplastic plastic'9 The method is characterized in that a cold tubular preform is detected from the outside between its ends that then the ends of the preform heated to the deformation temperature and deformed while keeping one end open, that then the intermediate molding grasped from the inside, in a surrounding it Blow mold and is blown into it to the desired shape.

Die Erfindung bezieht sich keinesfalls nur auf die hier gezeigte Flaschenform und die hier vorgenommene Einteilung in drei Bezirke oder auf den gezeigten Heiztunnelaufbau, sondern vielmehr auf alle Hohlkörperblasverfahren, bei denen die Vorformlinge unterschiedlich erwärmt werden0The invention in no way relates only to the bottle shape shown here and the division made here into three districts or on the heating tunnel structure shown, but rather on all blow molding processes in which the preforms are different be heated 0

Claims (9)

1> a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Wanddickenregulierung beim Blasen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem kalte oder im nicht-thermoelastischen Temperaturbereich erwärmte, eine Öffnung aufweisende Vorformlinge einheitlicher Wanddicke erwärmt und danach zum gewünschten Hohlkörper verblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Bezirke (I, II, III) des Vorformlings (1) im thermoelastischen Bereich auf unterschiedliche Temperaturen wiedererwärmt werden. 1> a t e n t a n s p r ü c h e 1. Method for wall thickness regulation when blowing hollow objects, especially bottles, made of thermoplastic material, at the cold or in the non-thermoelastic temperature range heated, an opening having preforms of uniform wall thickness and then heated to the desired Hollow bodies are blown, characterized in that different areas (I, II, III) of the preform (1) in the thermoelastic range to different Temperatures are reheated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, und drei Bezirke (I, II, III) längs der Zylinderachse auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the preform is essentially cylindrical, and three districts (I, II, III) longitudinally the cylinder axis are heated to different temperatures. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, daß die Bezirke (I) und (III) auf eine höhere Temperatur als der Bezirk ( erwärmt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the districts (I) and (III) to be warmed to a higher temperature than the district (. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge beim Erwärmen und Durchlaufen des Heiztunnels gedreht werden.4. The method according to any one of claims 1 - 3, characterized in, that the preforms are rotated when they are heated and passed through the heating tunnel. 50. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet daß eine Mehrzahl von Vorformlingen (1) auf einem gemeinsamen Träger (13a) längs eines mit Energiestrahlern (16,1718) bestückten Heiztunneis (14) bewegbar und je für sich um eine Achse drehbar sind, die in etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers (13a) liegt0 6. 50. Device for carrying out the method according to one of the claims 1-4, characterized in that a plurality of preforms (1) on one common carrier (13a) along a heating tunnel equipped with energy emitters (16, 1718) (14) are movable and each rotatable about an axis that is approximately perpendicular to the direction of movement of the carrier (13a) is 0 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler schräg angeordnet sind.Apparatus according to claim 5, characterized characterized in that the radiators are arranged obliquely. 7o Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Tunnelabschnittes (15) durch die Schräganordnung der Energiestrahler bestimmt wird. 7o device according to claim 6, characterized in that the length a tunnel section (15) determined by the inclined arrangement of the energy emitters will. 8o Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiestrahler flächiger Art sind. 8o device according to claim 5, characterized in that the energy emitters are flat type. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler röhrenförmiger Art (16,17,18) sind, 10e Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (14) geschlossen aufgebaut ist. 9. Apparatus according to claim 5, characterized in that the radiator tubular type (16,17,18), 10e device according to claim 5, characterized in that that the tunnel (14) is constructed closed. 11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (14) abschnittweise aufgebaut ist011. The device according to claim 5, characterized in that the tunnel (14) is structured in sections0
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